碳擔(dān)載二氧化鈦基氧還原催化劑的研究.pdf

1、燃料電池通過(guò)高效的電化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程將燃料中的能量轉(zhuǎn)化成電能，因其具有低排放和對(duì)環(huán)境影響小的優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是解決能源問題的可能方法之一，得到了廣泛的研究。目前，常用的燃料電池催化劑為Pt系催化劑。Pt作為陰極氧還原催化劑，其昂貴的價(jià)格限制了燃料電池傳播應(yīng)用。促使研究者們尋找廉價(jià)并且性能優(yōu)于或者與Pt相當(dāng)?shù)奶娲牧稀?br>　　本課題中，通過(guò)兩步法制備了新型TiO2/PANI復(fù)合物，隨后將制備的復(fù)合物在N2中熱解。通過(guò)改變復(fù)合物中PANI與Ti

2、O2的質(zhì)量比和熱處理溫度，制備了一系列TiO2/C催化劑。最后，使用Co(NO3)2·6H2O和FeCl3·6H2O作為前驅(qū)體，合成了Co/TiO2/C和Fe/TiO2/C催化劑。此外，還通過(guò)溶劑揮發(fā)和熱解兩步反應(yīng)，制備了Co3O4/TiO2/C催化劑。樣品使用XRD，Raman，SEM，TEM，F(xiàn)TIR和XPS等測(cè)試手段進(jìn)行表征。此外，還測(cè)試了樣品的LSV和甲醇耐受性，研究電化學(xué)催化活性和穩(wěn)定性。
　　在復(fù)合物中，PANI納米纖

3、維和TiO2之間存在相互作用，這種相互作用抑制了TiO2納米顆粒的團(tuán)聚和銳鈦礦向金紅石的轉(zhuǎn)化。熱處理過(guò)程中PANI轉(zhuǎn)化成石墨化的碳，銳鈦礦也轉(zhuǎn)化成金紅石，因此，材料的電化學(xué)活性增強(qiáng)。當(dāng)PANI與TiO2的比值為40:100，在800℃下熱處理1h時(shí)，TiO2/C活性最好。向TiO2/C加入Co和Fe能夠提高材料的活性，且加入的最佳比例是5％。與Pt系催化劑相比，Co/TiO2/C和Fe/TiO2/C具有更高的甲醇耐受性，這一點(diǎn)對(duì)像直接甲